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流通能力计算
 
       调节阀的流通能力Kv值,是调节阀的重要参数,它反映流体通过调节阀的能力,也就是调节阀的容量。根据调节阀流通能力Kv值的计算,就可以确定选择调节阀的口径。为了正确选择调节阀的尺寸,必须准确计算调节阀的额定流量系数Kv值。
       调节阀额定流量系数的定义是:在规定条件下,即阀的两端压差为105Pa,流体的密度为1g/cm3,额定行程时流经调节阀以m3/h或t/h的流量数。
       1.一般液体的Kv值计算
       a.非阻塞流
式中: FL—压力恢复系数,查表1。
  FF—液体临界压力比系数,F=0.96-0.28
  Pv阀入口温度下,液体的饱和蒸汽压(绝对压力),查表4~表10。
  Pc物质热力学临界压力,查表2和表3。
  QL—液体流量m3/h。
  ρ液体密度g/cm3
  P1—阀前压力(绝对压力)KPa.
  P2—阀后压力(绝对压力)KPa.
b.阻塞流  
式中:各字母含义及单位同前。
2.低雷诺数修正(高粘度液体Kv值的计算)
         液体粘度过高时,由于雷诺数下降,改变了流体的流动状态,在Re<2300时流体处于低速层流,这样按原来公式计算出的Kv值,误差较大,必须进行修正。此时计算公式为:
式中:φ粘度修正系数,由Re查图求得。
对于单座阀、套筒阀、角阀等只有一个流路的阀:
Re=70000
对于双座阀、蝶阀等具有二个平行流路的阀:
Re=49600
式中:K'v不考虑粘度修正时计算的流通能力。
γ流体运动粘度mm2/s。
 
雷诺数Re
粘度修正曲线
 
3.气体的Kv值的计算:
a.一般气体
当P2>0.5P1
当P2≤0.5P1
式中:Qg—标准状态下气体流量m3/h,
Pm—(P1、P2为绝对压力)KPa,
△P=P1-P2
G—气体比重(空气G=1),
t—气体温度℃
b.高压气体(PN>10MPa)
当P2>0.5P1时,
当P2≤0.5P1时,
式中:Z—气体压缩系数,可查GB2624-81《流量测量节流装置的设计安装和使用》。
4.蒸汽的Kv值的计算
a.饱和蒸汽
当P2>0.5P1时,
当P2≤0.5P1
式中:Gs—蒸汽流量Kg/h     P1、P2含义及单位同前
            K—蒸汽修正系数
部分蒸汽的K值如下:
水蒸汽K=19.4      甲烷、乙烯蒸汽K=37
氨蒸汽K=25          丙烷、丙烯蒸汽K=41.5
氟里昂11K=68.5   丁烷、异丁烷蒸汽K=43.5
b. 过热水蒸汽
当P2>0.5P1
当P2≤0.5P1
式中:△t—水蒸汽过热度℃ Gs、P1、P2含义及单位同前。
5.两相流的Kv值计算:
当介质为气液两相流量,一般采用分别计算液体和气体的Kv值,然后相加求取调节阀总Kv值,这种方法是基于两种流体相互独立互不影响的观点,但实际上随着液相和气相成分的变化,流体的状态趋向也不同,所以计算出Kv值的误差较大,在实际使用中常用的是湿蒸汽和含有水蒸汽的水。下面介绍一种蒸汽与凝液混合液体Kv值计算方法,计算步骤为:
(1)根据混合介质中蒸汽和凝液含量,求出汽化液。
(2)根据汽化率及进口压力P1从图中查行修正系数Ks.
(3)将已知流量除以Ks得到相应的蒸汽流量作为计算流量。
(4)应用蒸汽的Kv值计算公式求出Kv值。
6.口径选择步骤:
根据过程,确定调节阀的口径,具体步骤为:
(1)首先根据生产能力和设备负荷计算最大流量Qmax和最小流量Qmin
(2)根据所选择的流量特性及系统特点选定S值,然后再根据压力分配和管路损失,确定最小压差△Pmin和最大压差△Pmax
(3)按流通能力计算公式,求行最大流量时的Kvs。
(4)根据Kvs在所选产品型式的标准,选取大于Kvs并接近的Kv值。
(5)根据选定的Kv值和流量特性,验证调节阀的开度,要求开度在10%与90%之间。
(6)计算R,验算可调比。
(7)名项验证合格后,根据Kv值确定调节阀的口径。
 
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